JP2021146920A

JP2021146920A - Power steering control device, power steering control method, program and automatic steering system

Info

Publication number: JP2021146920A
Application number: JP2020049522A
Authority: JP
Inventors: 元哉鈴木; Motochika Suzuki
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2021-09-27
Anticipated expiration: 2040-03-19
Also published as: JP7276217B2

Abstract

To make compatible both automatic steering control and manual steering control while improving a feeling of a driver.SOLUTION: A power steering control device 100 comprises; an estimation part 140 for estimating driver input torque imparted to a steering wheel by a driver of a vehicle on the basis of steering torque applied on the steering wheel of the vehicle, and a steering angle; a friction torque specifying part for specifying friction torque indicating a resistance feeling with respect to the steering of the steering wheel on the basis of an angular speed of the steering angle; an assist torque specifying part for specifying assist torque for assisting steering; a steering angle calculation part for calculating a manual target steering angle corresponding to the steering of the driver on the basis of the drive input torque, the friction torque and the assist torque; and a motor control part 170 for controlling a motor related to a power steering 20 of the vehicle on the basis of the automatic target steering angle related to the automatic steering control of the vehicle and the specified manual target steering angle.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、パワーステアリング制御装置、パワーステアリングの制御方法、プログラム、及び自動操舵システムに関する。 The present invention relates to a power steering control device, a power steering control method, a program, and an automatic steering system.

従来、パワーステアリング装置及び自動操舵システムが搭載されている車両が知られている。例えば、特許文献１には、ドライバがステアリングホイールに付与したトルクであるドライバ入力トルクを推定し、推定したドライバ入力トルクを用いて、ステアリングホイールの操舵角を制御する角度制御部への入力を修正することにより、手動運転と、自動運転との切り替え無しで手動操作を可能にする方法が開示されている。特許文献１では、自動操舵制御に対応する自動目標操舵角に、ドライバ入力トルクから生成されたドライバの操舵に対応する手動目標操舵角を加算し、目標操舵角を角度制御部に入力することにより、パワーステアリングを制御する。 Conventionally, vehicles equipped with a power steering device and an automatic steering system are known. For example, Patent Document 1 estimates the driver input torque, which is the torque applied to the steering wheel by the driver, and uses the estimated driver input torque to modify the input to the angle control unit that controls the steering angle of the steering wheel. By doing so, a method of enabling manual operation without switching between manual operation and automatic operation is disclosed. In Patent Document 1, the manual target steering angle corresponding to the driver's steering generated from the driver input torque is added to the automatic target steering angle corresponding to the automatic steering control, and the target steering angle is input to the angle control unit. , Control the power steering.

特開２０１９−１４４６８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-14468

特許文献１に示す方法では、自動操舵制御と、手動操舵制御とを両立することができているものの、手動操舵制御時にドライバのフィーリングを考慮していないという問題がある。 In the method shown in Patent Document 1, although automatic steering control and manual steering control can be compatible with each other, there is a problem that the driver's feeling is not taken into consideration at the time of manual steering control.

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ドライバのフィーリングを向上させつつ自動操舵制御と手動操舵制御とを両立することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to achieve both automatic steering control and manual steering control while improving the driver's feeling.

本発明の第１の態様においては、車両の自動操舵と、前記車両のドライバによる操舵とに基づいてパワーステアリングを制御するパワーステアリング制御装置であって、前記車両のステアリングホイールにかかる操舵トルクを取得するトルク取得部と、前記ステアリングホイールの操舵角を取得する操舵角取得部と、前記操舵角の角速度を取得する角速度取得部と、前記トルク取得部が取得した前記操舵トルクと、前記操舵角取得部が取得した前記操舵角とに基づいて前記ドライバが前記ステアリングホイールに付与するトルクであるドライバ入力トルクを推定する推定部と、前記角速度取得部が取得した前記操舵角の角速度に基づいて、前記ドライバによる前記ステアリングホイールの操舵に対する抵抗感を示すトルクである摩擦トルクを特定する摩擦トルク特定部と、前記推定部が推定した前記ドライバ入力トルクに基づいて、前記操舵をアシストするアシストトルクを特定するアシストトルク特定部と、前記推定部が推定した前記ドライバ入力トルクと、前記摩擦トルク特定部が特定した前記摩擦トルクと、前記アシストトルク特定部が特定した前記アシストトルクとに基づいて、前記ドライバの操舵に対応する手動目標操舵角を算出する操舵角算出部と、前記車両の自動操舵制御に係る自動目標操舵角と、前記操舵角算出部が特定した前記手動目標操舵角とに基づいて、前記車両のパワーステアリングに係るモータを制御するモータ制御部と、を備える、パワーステアリング制御装置を提供する。 In the first aspect of the present invention, the power steering control device controls the power steering based on the automatic steering of the vehicle and the steering by the driver of the vehicle, and acquires the steering torque applied to the steering wheel of the vehicle. Torque acquisition unit, steering angle acquisition unit that acquires the steering angle of the steering wheel, angular speed acquisition unit that acquires the angular speed of the steering angle, the steering torque acquired by the torque acquisition unit, and the steering angle acquisition. The estimation unit that estimates the driver input torque, which is the torque that the driver applies to the steering wheel based on the steering angle acquired by the unit, and the angular speed of the steering angle acquired by the angular speed acquisition unit. Based on the friction torque specifying unit that specifies the friction torque, which is the torque that indicates the resistance of the driver to steering the steering wheel, and the driver input torque that the estimation unit estimates, the assist torque that assists the steering is specified. Based on the assist torque specifying unit, the driver input torque estimated by the estimation unit, the friction torque specified by the friction torque specifying unit, and the assist torque specified by the assist torque specifying unit, the driver Based on the steering angle calculation unit that calculates the manual target steering angle corresponding to steering, the automatic target steering angle related to the automatic steering control of the vehicle, and the manual target steering angle specified by the steering angle calculation unit. Provided is a power steering control device including a motor control unit that controls a motor related to vehicle power steering.

前記パワーステアリング制御装置は、前記推定部が推定した前記ドライバ入力トルクに基づいて、前記ドライバが前記ステアリングホイールを操作しているハンズオン状態であるか否かを検知するハンズオン検知部をさらに有し、前記操舵角算出部は、前記ハンズオン検知部が前記ハンズオン状態を検知している場合に、前記手動目標操舵角を算出してもよい。 The power steering control device further includes a hands-on detection unit that detects whether or not the driver is in a hands-on state in which the driver is operating the steering wheel, based on the driver input torque estimated by the estimation unit. The steering angle calculation unit may calculate the manual target steering angle when the hands-on detection unit detects the hands-on state.

前記操舵角算出部は、前記ステアリングホイールの運動方程式に対して、前記ドライバ入力トルクと、前記摩擦トルクと、前記アシストトルクとの合成トルクを入力し、前記運動方程式を解くことにより、前記手動目標操舵角を算出してもよい。 The steering angle calculation unit inputs the combined torque of the driver input torque, the friction torque, and the assist torque to the equation of motion of the steering wheel, and solves the equation of motion to obtain the manual target. The steering angle may be calculated.

前記摩擦トルク特定部は、前記運動方程式における慣性項に含まれる慣性係数と、前記運動方程式における粘性項に含まれる粘性係数とに基づいて定められた、前記操舵角の角速度と、前記摩擦トルクとの関係を示す摩擦マップに基づいて、前記操舵角の角速度に対応する前記摩擦トルクを特定してもよい。 The friction torque specifying portion includes the angular velocity of the steering angle and the friction torque determined based on the inertial coefficient included in the inertial term in the equation of motion and the viscosity coefficient included in the viscosity term in the equation of motion. The friction torque corresponding to the angular velocity of the steering angle may be specified based on the friction map showing the relationship between the two.

前記パワーステアリング制御装置は、前記操舵角の角速度と、前記摩擦トルクとの関係を示し、前記ドライバによる前記ステアリングホイールの操舵に対する抵抗感の強さが異なる複数の摩擦マップを記憶する記憶部をさらに有し、前記摩擦トルク特定部は、前記複数の摩擦マップのうち、前記ドライバが選択した前記抵抗感の強さに対応する前記摩擦マップに基づいて、摩擦トルクを特定してもよい。 The power steering control device further stores a storage unit that shows the relationship between the angular speed of the steering angle and the friction torque, and stores a plurality of friction maps having different strengths of resistance to steering of the steering wheel by the driver. The friction torque specifying unit may specify the friction torque based on the friction map corresponding to the strength of the resistance feeling selected by the driver among the plurality of friction maps.

前記操舵角算出部は、前記推定部が推定した前記ドライバ入力トルクが良好でないと判定した場合、前記トルク取得部が取得した前記操舵トルクに基づいて、前記手動目標操舵角を算出してもよい。 When the steering angle calculation unit determines that the driver input torque estimated by the estimation unit is not good, the steering angle calculation unit may calculate the manual target steering angle based on the steering torque acquired by the torque acquisition unit. ..

本発明の第２の態様においては、パワーステアリングを制御するコンピュータが実行する、車両のステアリングホイールにかかる操舵トルクを取得するステップと、前記ステアリングホイールの操舵角を取得するステップと、前記操舵角の角速度を取得するステップと、取得された前記操舵トルクと、取得された前記操舵角とに基づいてドライバが前記ステアリングホイールに付与するトルクであるドライバ入力トルクを推定するステップと、取得された前記操舵角の角速度に基づいて、前記ドライバによる前記ステアリングホイールの操舵に対する抵抗感を示すトルクである摩擦トルクを特定するステップと、推定された前記ドライバ入力トルクに基づいて、前記操舵をアシストするアシストトルクを特定するステップと、推定された前記ドライバ入力トルクと、特定された前記摩擦トルクと、特定された前記アシストトルクとに基づいて、前記ドライバの操舵に対応する手動目標操舵角を算出するステップと、前記車両の自動操舵制御に係る自動目標操舵角と、特定された前記手動目標操舵角とに基づいて、前記車両のパワーステアリングに係るモータを制御するステップと、を有する、パワーステアリングの制御方法を提供する。 In the second aspect of the present invention, a step of acquiring the steering torque applied to the steering wheel of the vehicle, a step of acquiring the steering angle of the steering wheel, and a step of acquiring the steering angle, which are executed by a computer controlling the power steering, and the steering angle of the steering angle The step of acquiring the angular speed, the step of estimating the driver input torque which is the torque given to the steering wheel by the driver based on the acquired steering torque and the acquired steering angle, and the acquired steering. A step of specifying friction torque, which is a torque indicating resistance to steering of the steering wheel by the driver based on the angular speed of the angle, and an assist torque for assisting the steering based on the estimated driver input torque. A step of calculating a manual target steering angle corresponding to the steering of the driver based on the specifying step, the estimated driver input torque, the specified friction torque, and the specified assist torque. A power steering control method comprising a step of controlling a motor according to the power steering of the vehicle based on an automatic target steering angle according to the automatic steering control of the vehicle and a specified manual target steering angle. offer.

本発明の第３の態様においては、コンピュータを、第１の態様の前記パワーステアリング制御装置として機能させる、プログラムを提供する。 In the third aspect of the present invention, there is provided a program that causes the computer to function as the power steering control device of the first aspect.

本発明の第４の態様においては、車両のステアリングホイールと、前記ステアリングホイールにかかる前記操舵トルクを検出する第１検出器と、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する第２検出器とを有し、前記車両に搭載されているパワーステアリングと、前記パワーステアリングを制御する第１の態様の前記パワーステアリング制御装置と、を備える、自動操舵システムを提供する。 In the fourth aspect of the present invention, the vehicle has a steering wheel, a first detector for detecting the steering torque applied to the steering wheel, and a second detector for detecting the steering angle of the steering wheel. Provided is an automatic steering system including a power steering mounted on the vehicle and the power steering control device of the first aspect of controlling the power steering.

本発明によれば、ドライバのフィーリングを向上させつつ自動操舵制御と手動操舵制御とを両立することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to achieve both automatic steering control and manual steering control while improving the driver's feeling.

本実施形態に係る自動操舵システム１０の構成例を示す。A configuration example of the automatic steering system 10 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係るパワーステアリング制御装置１００の構成例を示す。A configuration example of the power steering control device 100 according to the present embodiment is shown. 目標操舵角算出部１６０の構成例を示す。A configuration example of the target steering angle calculation unit 160 is shown. 本実施形態に係るパワーステアリング制御装置１００の動作フローの一例を示す。An example of the operation flow of the power steering control device 100 according to the present embodiment is shown. 本実施形態に係る重み係数設定処理の動作フローの一例を示す。An example of the operation flow of the weighting coefficient setting process according to this embodiment is shown.

＜自動操舵システム１０の構成例＞
図１は、本実施形態に係る自動操舵システム１０の構成例を示す。自動操舵システム１０は、例えば、乗用車、トラック等の車両に搭載されるシステムである。自動操舵システム１０は、車両のパワーステアリング２０と、パワーステアリング制御装置１００とを備える。 <Configuration example of automatic steering system 10>
FIG. 1 shows a configuration example of the automatic steering system 10 according to the present embodiment. The automatic steering system 10 is, for example, a system mounted on a vehicle such as a passenger car or a truck. The automatic steering system 10 includes a vehicle power steering 20 and a power steering control device 100.

パワーステアリング２０は、ドライバがステアリングホイールをスムーズに操舵できるように、ステアリングホイールの回転動作を補助する。これにより、ドライバは、より小さい入力トルクでステアリングホイールを操舵することができる。パワーステアリング２０は、ステアリングホイール２１、モータ２２、ウォーム２３、ウォームホイール２４、第１トーションバー２５、第２トーションバー２６、アクチュエータ２７、車輪２８、第１検出器３１、及び第２検出器３２を有する。 The power steering 20 assists the rotational operation of the steering wheel so that the driver can steer the steering wheel smoothly. This allows the driver to steer the steering wheel with less input torque. The power steering 20 includes a steering wheel 21, a motor 22, a worm 23, a worm wheel 24, a first torsion bar 25, a second torsion bar 26, an actuator 27, wheels 28, a first detector 31, and a second detector 32. Have.

ドライバは、環状のステアリングホイール２１を操作することにより車両の進行方向を調整する。ここで、ステアリングホイール２１の角度を操舵角とする。また、ドライバがステアリングホイール２１を操作している状態をハンズオン状態とし、ステアリングホイール２１を操作していない状態をハンズオフ状態とする。 The driver adjusts the traveling direction of the vehicle by operating the annular steering wheel 21. Here, the angle of the steering wheel 21 is defined as the steering angle. Further, the state in which the driver is operating the steering wheel 21 is set to the hands-on state, and the state in which the driver is not operating the steering wheel 21 is set to the hands-off state.

モータ２２は、入力する駆動信号に応じてステアリングホイール２１を駆動することにより、ステアリングホイール２１にアシストトルク及び摩擦トルクを付与する。アシストトルクは、ドライバの操舵力を軽減するためのトルクであり、ドライバがステアリングホイール２１に付与したトルクであるドライバ入力トルクの符号と同符号のトルクである。摩擦トルクは、ドライバによるステアリングホイール２１の操舵に対する抵抗感を示すトルクであり、ドライバ入力トルクの符号と異なる符号のトルクである。駆動信号は、例えば、モータ２２に流す電流値を指定する信号である。モータ２２は、ウォーム２３を回転させ、ウォーム２３とかみ合うウォームホイール２４を回転させる。ウォームホイール２４の軸の一方の端部は、第１トーションバー２５を介してステアリングホイール２１に接続されている。 The motor 22 applies the assist torque and the friction torque to the steering wheel 21 by driving the steering wheel 21 in response to the input drive signal. The assist torque is a torque for reducing the steering force of the driver, and is a torque having the same sign as the driver input torque, which is the torque applied to the steering wheel 21 by the driver. The friction torque is a torque that indicates a feeling of resistance to the steering of the steering wheel 21 by the driver, and is a torque having a code different from that of the driver input torque. The drive signal is, for example, a signal that specifies a current value to be passed through the motor 22. The motor 22 rotates the worm 23 and rotates the worm wheel 24 that meshes with the worm 23. One end of the shaft of the worm wheel 24 is connected to the steering wheel 21 via a first torsion bar 25.

ウォームホイール２４の軸の一方の端部とは反対側の端部は、第２トーションバー２６を介してアクチュエータ２７に接続されている。アクチュエータ２７は、ウォームホイール２４から伝わる力に応じて、車輪２８の角度を変更する。アクチュエータ２７は、一例として、油圧アクチュエータである。 The end of the worm wheel 24 opposite to one end of the shaft is connected to the actuator 27 via a second torsion bar 26. The actuator 27 changes the angle of the wheel 28 according to the force transmitted from the worm wheel 24. The actuator 27 is, for example, a hydraulic actuator.

第１検出器３１は、ステアリングホイール２１にかかる操舵トルクを検出する。第１検出器３１は、例えば、第１トーションバー２５に設けられており、第１トーションバー２５の復元力を操舵トルクとして検出する。 The first detector 31 detects the steering torque applied to the steering wheel 21. The first detector 31 is provided on the first torsion bar 25, for example, and detects the restoring force of the first torsion bar 25 as steering torque.

第２検出器３２は、ステアリングホイール２１の操舵角を検出する。第２検出器３２は、例えば、ステアリングホイール２１に設けられており、車両を直進させるステアリングホイール２１の操舵角を基準とした角度を操舵角として検出する。一例として、基準の角度は０度である。これに代えて、第２検出器３２は、モータ２２に設けられていてもよい。この場合、第２検出器３２は、例えば、モータ２２がウォーム２３を回転させている角度を検出し、検出された角度に対応するステアリングホイール２１の角度を操舵角として出力する。 The second detector 32 detects the steering angle of the steering wheel 21. The second detector 32 is provided on the steering wheel 21, for example, and detects an angle based on the steering angle of the steering wheel 21 that advances the vehicle straight as a steering angle. As an example, the reference angle is 0 degrees. Instead of this, the second detector 32 may be provided in the motor 22. In this case, the second detector 32 detects, for example, the angle at which the motor 22 rotates the worm 23, and outputs the angle of the steering wheel 21 corresponding to the detected angle as the steering angle.

パワーステアリング制御装置１００は、以上のようなパワーステアリング２０を制御する。パワーステアリング制御装置１００は、自動操舵制御に係る自動目標操舵角と、ドライバのステアリングホイール２１の操作に係る手動目標操舵角とに基づき、モータ２２を駆動させるための駆動信号をモータ２２に供給する。パワーステアリング制御装置１００は、例えば、車両に搭載されている自動操舵制御を行うＥＣＵ（Engine Control Unit）等から自動操舵制御に係る操舵角である自動目標操舵角を取得する。以上のようなパワーステアリング制御装置１００について、次に説明する。 The power steering control device 100 controls the power steering 20 as described above. The power steering control device 100 supplies the motor 22 with a drive signal for driving the motor 22 based on the automatic target steering angle related to the automatic steering control and the manual target steering angle related to the operation of the driver's steering wheel 21. .. The power steering control device 100 acquires, for example, an automatic target steering angle which is a steering angle related to the automatic steering control from an ECU (Engine Control Unit) or the like mounted on the vehicle for performing automatic steering control. The power steering control device 100 as described above will be described below.

＜パワーステアリング制御装置１００の構成例＞
図２は、本実施形態に係るパワーステアリング制御装置１００の構成例を示す。パワーステアリング制御装置１００は、ドライバによる操舵と、自動操舵制御による操舵とに基づいてパワーステアリング２０を制御する。パワーステアリング制御装置１００は、トルク取得部１１０と、操舵角取得部１２０と、記憶部１３０と、推定部１４０と、ハンズオン検知部１５０と、目標操舵角算出部１６０と、モータ制御部１７０とを備える。 <Configuration example of power steering control device 100>
FIG. 2 shows a configuration example of the power steering control device 100 according to the present embodiment. The power steering control device 100 controls the power steering 20 based on steering by the driver and steering by automatic steering control. The power steering control device 100 includes a torque acquisition unit 110, a steering angle acquisition unit 120, a storage unit 130, an estimation unit 140, a hands-on detection unit 150, a target steering angle calculation unit 160, and a motor control unit 170. Be prepared.

トルク取得部１１０は、車両のステアリングホイール２１にかかる操舵トルクを車両のパワーステアリング２０から取得する。トルク取得部１１０は、例えば、第１検出器３１から操舵トルクを取得する。また、トルク取得部１１０は、第１検出器３１が検出してデータベース等に記憶した操舵トルクを、当該データベースから取得してもよい。この場合、トルク取得部１１０は、ネットワークを介して操舵トルクの情報を取得してもよい。 The torque acquisition unit 110 acquires the steering torque applied to the steering wheel 21 of the vehicle from the power steering 20 of the vehicle. The torque acquisition unit 110 acquires steering torque from, for example, the first detector 31. Further, the torque acquisition unit 110 may acquire the steering torque detected by the first detector 31 and stored in the database or the like from the database. In this case, the torque acquisition unit 110 may acquire steering torque information via the network.

操舵角取得部１２０は、ステアリングホイール２１の操舵角をパワーステアリング２０から取得する。操舵角取得部１２０は、例えば、第２検出器３２から操舵角を取得する。また、操舵角取得部１２０は、第２検出器３２が検出してデータベース等に記憶した操舵角を、当該データベースから取得してもよい。この場合、操舵角取得部１２０は、ネットワークを介して操舵角の情報を取得してもよい。 The steering angle acquisition unit 120 acquires the steering angle of the steering wheel 21 from the power steering 20. The steering angle acquisition unit 120 acquires the steering angle from, for example, the second detector 32. Further, the steering angle acquisition unit 120 may acquire the steering angle detected by the second detector 32 and stored in the database or the like from the database. In this case, the steering angle acquisition unit 120 may acquire information on the steering angle via the network.

記憶部１３０は、トルク取得部１１０が取得した操舵トルク及び操舵角取得部１２０が取得した操舵角の情報を記憶する。また、記憶部１３０は、パワーステアリング制御装置１００が動作の過程で生成する（又は利用する）中間データ、算出結果、閾値、及びパラメータ等を記憶する。記憶部１３０は、例えば、操舵トルク及び操舵角の値を、取得した時刻に対応付けて記憶する。また、記憶部１３０は、目標操舵角に対応付けて操舵トルク及び操舵角の値を記憶してもよい。記憶部１３０は、パワーステアリング制御装置１００内の各部の要求に応じて、記憶したデータを要求元に供給してもよい。 The storage unit 130 stores information on the steering torque acquired by the torque acquisition unit 110 and the steering angle acquired by the steering angle acquisition unit 120. In addition, the storage unit 130 stores intermediate data, calculation results, threshold values, parameters, and the like generated (or used) by the power steering control device 100 in the process of operation. The storage unit 130 stores, for example, the values of the steering torque and the steering angle in association with the acquired time. Further, the storage unit 130 may store the steering torque and the steering angle values in association with the target steering angle. The storage unit 130 may supply the stored data to the request source in response to a request from each unit in the power steering control device 100.

記憶部１３０は、コンピュータがパワーステアリング制御装置１００として動作する場合、パワーステアリング制御装置１００として機能するＯＳ（Operating System）、及びプログラムの情報を格納してもよい。また、記憶部１３０は、当該プログラムの実行時に参照されるデータベースを含む種々の情報を格納してもよい。 When the computer operates as the power steering control device 100, the storage unit 130 may store information on the OS (Operating System) that functions as the power steering control device 100 and the program. Further, the storage unit 130 may store various information including a database referred to when the program is executed.

記憶部１３０は、ドライバがステアリングホイール２１に付与するトルクであるドライバ入力トルクと、ドライバ入力トルクに対してモータ２２がステアリングホイール２１に付与するアシストトルクとを関連付けた情報であるトルクアシストマップを格納する。記憶部１３０は、ステアリングホイール２１の操舵角の角速度と、角速度に対応してモータ２２がステアリングホイール２１に付与する摩擦トルクとを関連付けた情報である摩擦マップを格納する。また、コンピュータは、記憶部１３０に記憶されたプログラムを実行することによって、パワーステアリング制御装置１００として機能する。 The storage unit 130 stores a torque assist map which is information relating the driver input torque, which is the torque given to the steering wheel 21 by the driver, and the assist torque given to the steering wheel 21 by the motor 22 with respect to the driver input torque. do. The storage unit 130 stores a friction map which is information related to the angular velocity of the steering angle of the steering wheel 21 and the friction torque applied to the steering wheel 21 by the motor 22 in response to the angular velocity. Further, the computer functions as the power steering control device 100 by executing the program stored in the storage unit 130.

記憶部１３０は、例えば、コンピュータ等のＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。また、記憶部１３０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）及び／又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量記憶装置を含んでもよい。また、コンピュータは、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等をさらに備えてもよい。 The storage unit 130 includes, for example, a ROM (Read Only Memory) for storing a BIOS (Basic Input Output System) of a computer or the like, and a RAM (Random Access Memory) serving as a work area. Further, the storage unit 130 may include a large-capacity storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) and / or an SSD (Solid State Drive). Further, the computer may further include a GPU (Graphics Processing Unit) and the like.

推定部１４０は、トルク取得部１１０が取得した操舵トルクと、操舵角取得部１２０が取得した操舵角とに基づいて、ドライバ入力トルクを推定する。また、推定部１４０は、角速度取得部として機能し、ステアリングホイール２１の操舵角の角速度を取得する。 The estimation unit 140 estimates the driver input torque based on the steering torque acquired by the torque acquisition unit 110 and the steering angle acquired by the steering angle acquisition unit 120. Further, the estimation unit 140 functions as an angular velocity acquisition unit and acquires the angular velocity of the steering angle of the steering wheel 21.

具体的には、推定部１４０は、ステアリングホイール２１に付与されるトルクと、ステアリングホイール２１の操舵角との関係を示すステアリングホイール２１の運動方程式を解くことにより、ドライバ入力トルクの推定値と、操舵角の角速度とを算出する。ステアリングホイール２１の運動方程式は、一例として、次式のように示される。

Specifically, the estimation unit 140 determines the estimated value of the driver input torque and the estimated value of the driver input torque by solving the motion equation of the steering wheel 21 showing the relationship between the torque applied to the steering wheel 21 and the steering angle of the steering wheel 21. Calculate the angular speed of the steering angle. The equation of motion of the steering wheel 21 is shown as an example by the following equation.

ここで、ドライバ入力トルクをＴ_ｄ、トルク取得部１１０が取得した操舵トルクをＴ_ｈ、操舵角取得部１２０が取得した操舵角をθ_ｈ、時間をtとした。また、（数１）式の左辺第一項は慣性項であり、Ｉ_ｈを慣性係数とした。（数１）式の左辺第２項は粘性項であり、Ｃ_ｈを粘性係数とした。（数１）式の左辺には、さらに重力項等が加わってもよい。 Here, the driver input torque is T _d , the steering torque acquired by the torque acquisition unit 110 is _Th , the steering angle acquired by the steering angle acquisition unit 120 is θ _h , and the time is t. The first term on the left side of Eq. (Equation 1) is an inertial term, and I _h is used as the inertial coefficient. The second term on the left side of Eq. (Equation 1) is a viscosity term, and _Ch is a viscosity coefficient. A gravity term or the like may be further added to the left side of the equation (Equation 1).

推定部１４０は、推定したドライバ入力トルクをハンズオン検知部１５０と目標操舵角算出部１６０とに出力するとともに、取得した角速度を目標操舵角算出部１６０に出力する。なお、本実施形態では、推定部１４０がステアリングホイール２１の操舵角の角速度を取得したが、これに限らない。例えば、操舵角取得部１２０が取得した角速度を時間微分することにより、角速度を取得してもよい。また、操舵角の角速度を検出する角速度検出器をステアリングシャフトに設けておき、角速度検出器が検出した角速度を取得してもよい。 The estimation unit 140 outputs the estimated driver input torque to the hands-on detection unit 150 and the target steering angle calculation unit 160, and outputs the acquired angular velocity to the target steering angle calculation unit 160. In the present embodiment, the estimation unit 140 has acquired the angular velocity of the steering angle of the steering wheel 21, but the present invention is not limited to this. For example, the angular velocity may be acquired by time-differentiating the angular velocity acquired by the steering angle acquisition unit 120. Further, an angular velocity detector for detecting the angular velocity of the steering angle may be provided on the steering shaft, and the angular velocity detected by the angular velocity detector may be acquired.

ハンズオン検知部１５０は、推定部１４０が推定したドライバ入力トルクに基づいて、ドライバがステアリングホイール２１を操作しているハンズオン状態であるか否かを検知する。ハンズオン検知部１５０は、例えば、推定部１４０から出力されたドライバ入力トルクの推定値が第１閾値を超えたことに応じて、ハンズオン状態であることを検知する。また、ハンズオン検知部１５０は、ドライバ入力トルクの推定値が第１閾値を超えた状態が予め定められた時間以上継続したことに応じて、ハンズオン状態であることを検知してもよい。 The hands-on detection unit 150 detects whether or not the driver is in the hands-on state in which the steering wheel 21 is being operated, based on the driver input torque estimated by the estimation unit 140. The hands-on detection unit 150 detects, for example, that the driver input torque is in the hands-on state when the estimated value of the driver input torque output from the estimation unit 140 exceeds the first threshold value. Further, the hands-on detection unit 150 may detect that the driver input torque is in the hands-on state when the estimated value of the driver input torque exceeds the first threshold value continues for a predetermined time or longer.

ハンズオン検知部１５０は、検知した状態を示す状態情報を目標操舵角算出部１６０に出力する。例えば、ハンズオン検知部１５０は、ハンズオン状態を検知している場合に、ハンズオン状態を示す状態情報を目標操舵角算出部１６０に出力し、ハンズオフ状態を検知している場合に、ハンズオフ状態を示す状態情報を目標操舵角算出部１６０に出力する。 The hands-on detection unit 150 outputs state information indicating the detected state to the target steering angle calculation unit 160. For example, the hands-on detection unit 150 outputs state information indicating the hands-on state to the target steering angle calculation unit 160 when the hands-on state is detected, and indicates a hands-off state when the hands-off state is detected. The information is output to the target steering angle calculation unit 160.

目標操舵角算出部１６０は、推定部１４０が推定したドライバ入力トルクに基づいて、ドライバによるステアリングホイール２１の操作に対応する操舵角である手動目標操舵角を算出する。目標操舵角算出部１６０は、ハンズオン検知部１５０がハンズオン状態を検知している場合に、手動目標操舵角を算出する。 The target steering angle calculation unit 160 calculates a manual target steering angle, which is a steering angle corresponding to the operation of the steering wheel 21 by the driver, based on the driver input torque estimated by the estimation unit 140. The target steering angle calculation unit 160 calculates the manual target steering angle when the hands-on detection unit 150 detects the hands-on state.

図３は、目標操舵角算出部１６０の構成例を示す。図３に示すように、目標操舵角算出部１６０は、摩擦トルク特定部１６１と、アシストトルク特定部１６２と、加算器１６３と、加算器１６４と、操舵角算出部１６５とを備える。 FIG. 3 shows a configuration example of the target steering angle calculation unit 160. As shown in FIG. 3, the target steering angle calculation unit 160 includes a friction torque specifying unit 161, an assist torque specifying unit 162, an adder 163, an adder 164, and a steering angle calculating unit 165.

摩擦トルク特定部１６１は、角速度取得部が取得した操舵角の角速度に基づいて摩擦トルクを特定する。具体的には、摩擦トルク特定部１６１は、記憶部１３０に格納されている摩擦マップを参照し、推定部１４０から出力された操舵角の角速度に関連付けられている摩擦トルクを特定する。ここで、摩擦マップにおける角速度と摩擦トルクとの関係は、例えば、上述したステアリングホイール２１の運動方程式における慣性項に含まれる慣性係数と、粘性項に含まれる粘性係数とに基づいて定められている。 The friction torque specifying unit 161 specifies the friction torque based on the angular velocity of the steering angle acquired by the angular velocity acquiring unit. Specifically, the friction torque specifying unit 161 refers to the friction map stored in the storage unit 130 and specifies the friction torque associated with the angular velocity of the steering angle output from the estimation unit 140. Here, the relationship between the angular velocity and the friction torque in the friction map is determined based on, for example, the inertial coefficient included in the inertial term in the equation of motion of the steering wheel 21 described above and the viscosity coefficient included in the viscosity term. ..

なお、本実施形態では、操舵角の角速度と、摩擦トルクとの関係を示し、ドライバによるステアリングホイール２１の操舵に対する抵抗感の強さが異なる複数の摩擦マップを記憶部１３０に記憶してもよい。そして、摩擦トルク特定部１６１は、車両に設けられている操作部を介して、操舵に対する抵抗感の強さの選択をドライバから受け付け、複数の摩擦マップのうち、ドライバが選択した抵抗感の強さに対応する摩擦マップに基づいて、摩擦トルクを特定してもよい。このようにすることで、ドライバは、自身のフィーリングに適した摩擦トルクを選択することができるので、操舵時のフィーリングを向上させることができる。 In the present embodiment, a plurality of friction maps showing the relationship between the angular velocity of the steering angle and the friction torque and having different strengths of resistance to steering of the steering wheel 21 by the driver may be stored in the storage unit 130. .. Then, the friction torque specifying unit 161 receives the selection of the strength of the resistance to steering from the driver via the operation unit provided in the vehicle, and the strength of the resistance selected by the driver from the plurality of friction maps. The friction torque may be specified based on the corresponding friction map. By doing so, the driver can select the friction torque suitable for his / her own feeling, so that the feeling at the time of steering can be improved.

アシストトルク特定部１６２は、推定部１４０が推定したドライバ入力トルクに基づいて、ドライバの操舵をアシストするアシストトルクを特定する。具体的には、アシストトルク特定部１６２は、記憶部１３０に格納されているトルクアシストマップを参照し、推定部１４０から出力されたドライバ入力トルクに関連付けられているアシストトルクを特定する。 The assist torque specifying unit 162 specifies the assist torque that assists the steering of the driver based on the driver input torque estimated by the estimation unit 140. Specifically, the assist torque specifying unit 162 refers to the torque assist map stored in the storage unit 130 and specifies the assist torque associated with the driver input torque output from the estimation unit 140.

なお、目標操舵角算出部１６０は、推定部１４０から出力されたドライバ入力トルクの推定精度が良好であるか否かを判定してもよい。この場合、推定部１４０が予め上述したステアリングホイール２１の運動方程式の精度を特定しておき、目標操舵角算出部１６０が、運動方程式の精度に基づいて、ドライバ入力トルクの推定精度が良好であるか否かを判定する。また、推定部１４０によるドライバ入力トルクの推定遅れが大きいと、ドライバの操舵意思に対して修正値の算出が遅れ、操舵フィーリングが悪化する場合がある。このため、目標操舵角算出部１６０は、手動目標操舵角に対する操舵角の応答特性に基づいて操舵フィーリングが悪化しているか否かを判定することにより、ドライバ入力トルクの推定精度が良好であるか否かを判定してもよい。 The target steering angle calculation unit 160 may determine whether or not the estimation accuracy of the driver input torque output from the estimation unit 140 is good. In this case, the estimation unit 140 specifies the accuracy of the equation of motion of the steering wheel 21 described above in advance, and the target steering angle calculation unit 160 has good estimation accuracy of the driver input torque based on the accuracy of the equation of motion. Judge whether or not. Further, if the estimation delay of the driver input torque by the estimation unit 140 is large, the calculation of the correction value may be delayed with respect to the steering intention of the driver, and the steering feeling may deteriorate. Therefore, the target steering angle calculation unit 160 determines whether or not the steering feeling is deteriorated based on the response characteristics of the steering angle with respect to the manual target steering angle, so that the estimation accuracy of the driver input torque is good. It may be determined whether or not.

目標操舵角算出部１６０は、ドライバ入力トルクの推定精度が良好でない場合、ドライバ入力トルクの代わりにトルク取得部１１０が取得した操舵トルクを用いて、アシストトルクを特定し、当該操舵トルクにアシストトルクを加算してもよい。 When the estimation accuracy of the driver input torque is not good, the target steering angle calculation unit 160 specifies the assist torque by using the steering torque acquired by the torque acquisition unit 110 instead of the driver input torque, and the assist torque is added to the steering torque. May be added.

加算器１６３は、推定部１４０から出力されたドライバ入力トルクに、アシストトルク特定部１６２が特定したアシストトルクを加算する。加算器１６４は、加算器１６３から出力された加算後のトルクに、摩擦トルク特定部１６１が特定したトルクを加算する。加算器１６４は、加算後のトルクを合成トルクとして操舵角算出部１６５に出力する。 The adder 163 adds the assist torque specified by the assist torque specifying unit 162 to the driver input torque output from the estimation unit 140. The adder 164 adds the torque specified by the friction torque specifying unit 161 to the added torque output from the adder 163. The adder 164 outputs the added torque as a combined torque to the steering angle calculation unit 165.

操舵角算出部１６５は、推定部１４０が推定したドライバ入力トルクと、摩擦トルク特定部１６１が特定した摩擦トルクと、アシストトルク特定部１６２が特定したアシストトルクとに基づいて、ドライバの操舵に対応する手動目標操舵角を算出する。 The steering angle calculation unit 165 corresponds to the steering of the driver based on the driver input torque estimated by the estimation unit 140, the friction torque specified by the friction torque specifying unit 161 and the assist torque specified by the assist torque specifying unit 162. Calculate the manual target steering angle.

操舵角算出部１６５は、上述したステアリングホイール２１の運動方程式に対して、加算器１６４から出力された合成トルクを入力し、運動方程式を解くことにより、手動目標操舵角を算出する。手動目標操舵角を算出する場合のステアリングホイール２１の運動方程式は、一例として、次式のように示される。ここで、合成トルクをＴ_ｄｃ、手動目標操舵角をθ_ｍとした。Ｉ_ｍ、Ｃ_ｍ、及びＫ_ｍは、操舵フィーリングが良好となるように予め設計者が調整するパラメータである。なお、Ｉ_ｍ及びＣ_ｍは、設計者が調整するものとしたが、これに限らず、ステアリングホイール２１の運動方程式に用いられているＩ_ｈ及びＣ_ｈと合わせるようにしてもよい。

The steering angle calculation unit 165 calculates the manual target steering angle by inputting the combined torque output from the adder 164 to the equation of motion of the steering wheel 21 described above and solving the equation of motion. The equation of motion of the steering wheel 21 when calculating the manual target steering angle is shown as an example as follows. Here, the combined torque is T _dc , and the manual target steering angle is θ _m . _Im , C _m , and K _m are parameters that the designer adjusts in advance so that the steering feeling is good. Incidentally, I _m and C _m has been assumed that the designer to adjust, not limited thereto, may be combined with I _h and C _h used in the equation of motion of the steering wheel 21.

モータ制御部１７０は、ハンズオン検知部１５０によるハンズオン状態の検知状態と、目標操舵角算出部１６０から出力される手動目標操舵角と、自動操舵制御を行うＥＣＵ等から出力される自動目標操舵角とに基づき、パワーステアリング２０のモータ２２を制御する。 The motor control unit 170 includes a hands-on state detected by the hands-on detection unit 150, a manual target steering angle output from the target steering angle calculation unit 160, and an automatic target steering angle output from an ECU or the like that performs automatic steering control. Controls the motor 22 of the power steering 20 based on the above.

モータ制御部１７０は、自動操舵制御を行うＥＣＵ等から出力される自動目標操舵角と、目標操舵角算出部１６０が算出した手動目標操舵角とを合成した合成目標操舵角を算出する。モータ制御部１７０は、算出した合成目標操舵角に対応する駆動信号を生成してモータ２２に供給することにより、モータ２２を制御する。モータ制御部１７０は、目標操舵角算出部１６０が手動目標操舵角を算出していない場合、自動操舵制御を行うＥＣＵ等から出力される自動目標操舵角をそのまま合成目標操舵角とする。 The motor control unit 170 calculates a combined target steering angle that is a combination of an automatic target steering angle output from an ECU or the like that performs automatic steering control and a manual target steering angle calculated by the target steering angle calculation unit 160. The motor control unit 170 controls the motor 22 by generating a drive signal corresponding to the calculated combined target steering angle and supplying the drive signal to the motor 22. When the target steering angle calculation unit 160 does not calculate the manual target steering angle, the motor control unit 170 uses the automatic target steering angle output from the ECU or the like that performs automatic steering control as the combined target steering angle as it is.

モータ制御部１７０は、一例として、次式に示すように合成目標操舵角を算出する。
ここで、自動目標操舵角をθ_ａ、合成目標操舵角θ_ｒｅｆ、重み係数をｋとした。重み係数の最小値は０、最大値は１であるものとする。

As an example, the motor control unit 170 calculates the combined target steering angle as shown in the following equation.
Here, the automatic target steering angle is θ _a , the combined target steering angle θ _ref , and the weighting coefficient are k. It is assumed that the minimum value of the weighting coefficient is 0 and the maximum value is 1.

モータ制御部１７０は、ハンズオン検知部１５０がハンズオン状態を検知していない場合に、重み係数ｋを１とし、自動操舵制御に係る自動目標操舵角に基づいて、モータ２２を制御する。モータ制御部１７０は、ハンズオン検知部１５０がハンズオン状態を検知している場合に、重み係数ｋを０とし、自動操舵制御に係る自動目標操舵角に基づいて、モータ２２を制御する。なお、モータ制御部１７０は、ハンズオン検知部１５０がハンズオン状態を検知していない場合に、重み係数ｋを０．５よりも大きい値とし、自動目標操舵角を優先して、モータ２２を制御してもよい。また、モータ制御部１７０は、ハンズオン検知部１５０がハンズオン状態を検知していない場合に、重み係数ｋを０．５よりも小さい値とし、手動目標操舵角を優先して、モータ２２を制御してもよい。 When the hands-on detection unit 150 does not detect the hands-on state, the motor control unit 170 sets the weight coefficient k to 1 and controls the motor 22 based on the automatic target steering angle related to the automatic steering control. When the hands-on detection unit 150 detects the hands-on state, the motor control unit 170 sets the weighting coefficient k to 0 and controls the motor 22 based on the automatic target steering angle related to the automatic steering control. When the hands-on detection unit 150 does not detect the hands-on state, the motor control unit 170 sets the weighting coefficient k to a value larger than 0.5, gives priority to the automatic target steering angle, and controls the motor 22. You may. Further, when the hands-on detection unit 150 does not detect the hands-on state, the motor control unit 170 sets the weighting coefficient k to a value smaller than 0.5, gives priority to the manual target steering angle, and controls the motor 22. You may.

モータ制御部１７０は、ハンズオン検知部１５０がハンズオン状態を検知していない状態において、ハンズオン状態を検知すると、時間の経過に応じて、重み係数を１から０に徐々に変化させることにより、合成目標操舵角を算出する。例えば、重み係数を１から０に切り替える期間を第１切替期間とすると、モータ制御部１７０は、第１切替期間において、重み係数を１から単調減少させることにより、重み係数を１から０に変化させる。例えば、第１切替期間は０．１秒であるものとするが、これに限らず、０．１秒とは異なる期間であってもよい。 When the motor control unit 170 detects the hands-on state while the hands-on detection unit 150 has not detected the hands-on state, the motor control unit 170 gradually changes the weighting coefficient from 1 to 0 according to the passage of time to achieve a synthesis target. Calculate the steering angle. For example, assuming that the period for switching the weighting coefficient from 1 to 0 is the first switching period, the motor control unit 170 changes the weighting coefficient from 1 to 0 by monotonically decreasing the weighting coefficient from 1 in the first switching period. Let me. For example, the first switching period is assumed to be 0.1 seconds, but the period is not limited to this and may be a period different from 0.1 seconds.

また、モータ制御部１７０は、ハンズオン検知部１５０がハンズオン状態を検知している状態において、ハンズオン状態を検知しなくなると、時間の経過に応じて、重み係数を０から１に徐々に変化させることにより、合成目標操舵角を算出する。例えば、重み係数を０から１に切り替える期間を第２切替期間とすると、モータ制御部１７０は、第２切替期間において、重み係数を０から単調増加させることにより、重み係数を０から１に変化させる。例えば、第２切替期間は０．１秒であるものとするが、これに限らず、０．１秒とは異なる期間であってもよい。このようにすることで、モータ制御部１７０は、ハンズオン状態か否かに基づいて、操舵をスムーズに切り替えて、安全な走行を維持することができる。 Further, the motor control unit 170 gradually changes the weighting coefficient from 0 to 1 according to the passage of time when the hands-on detection unit 150 stops detecting the hands-on state while the hands-on detection unit 150 detects the hands-on state. To calculate the combined target steering angle. For example, assuming that the period for switching the weighting coefficient from 0 to 1 is the second switching period, the motor control unit 170 changes the weighting coefficient from 0 to 1 by monotonically increasing the weighting coefficient from 0 in the second switching period. Let me. For example, the second switching period is assumed to be 0.1 seconds, but the period is not limited to this and may be a period different from 0.1 seconds. By doing so, the motor control unit 170 can smoothly switch the steering based on whether or not it is in the hands-on state, and can maintain safe driving.

＜パワーステアリング制御装置１００における処理の流れ＞
図４は、本実施形態に係るパワーステアリング制御装置１００の動作フローの一例を示す。パワーステアリング制御装置１００は、図４のＳ３００からＳ３８０の動作を実行することにより、パワーステアリング２０を制御して、ステアリングホイール２１を適切に操舵する。 <Processing flow in the power steering control device 100>
FIG. 4 shows an example of the operation flow of the power steering control device 100 according to the present embodiment. The power steering control device 100 controls the power steering 20 by executing the operations S300 to S380 in FIG. 4, and appropriately steers the steering wheel 21.

まず、モータ制御部１７０は、自動目標操舵角を取得する（Ｓ３００）。モータ制御部１７０は、例えば、ＥＣＵから供給される自動目標操舵角を取得する。次に、トルク取得部１１０は、車両のステアリングホイール２１にかかる操舵トルクを車両のパワーステアリング２０から取得する（Ｓ３１０）。トルク取得部１１０は、パワーステアリング２０に設けられている第１検出器３１から操舵トルクの検出結果を取得する。次に、操舵角取得部１２０は、ステアリングホイール２１の操舵角をパワーステアリング２０から取得する（Ｓ３２０）。操舵角取得部１２０は、パワーステアリング２０に設けられている第２検出器３２から操舵角の検出結果を取得する。操舵トルク及び操舵角のサンプリングタイミング及びサンプリング時間は、略同一であることが望ましい。 First, the motor control unit 170 acquires an automatic target steering angle (S300). The motor control unit 170 acquires, for example, an automatic target steering angle supplied from the ECU. Next, the torque acquisition unit 110 acquires the steering torque applied to the steering wheel 21 of the vehicle from the power steering 20 of the vehicle (S310). The torque acquisition unit 110 acquires the steering torque detection result from the first detector 31 provided in the power steering 20. Next, the steering angle acquisition unit 120 acquires the steering angle of the steering wheel 21 from the power steering 20 (S320). The steering angle acquisition unit 120 acquires the steering angle detection result from the second detector 32 provided in the power steering 20. It is desirable that the sampling timing and sampling time of the steering torque and the steering angle are substantially the same.

次に、推定部１４０は、トルク取得部１１０が取得した操舵トルクと、操舵角取得部１２０が取得した操舵角とに基づいて、ドライバ入力トルクを推定する（Ｓ３３０）。次に、ハンズオン検知部１５０は、推定部１４０が推定したドライバ入力トルクに基づいて、ドライバがステアリングホイール２１を操作しているハンズオン状態であるか否かを検知する。 Next, the estimation unit 140 estimates the driver input torque based on the steering torque acquired by the torque acquisition unit 110 and the steering angle acquired by the steering angle acquisition unit 120 (S330). Next, the hands-on detection unit 150 detects whether or not the driver is in the hands-on state in which the steering wheel 21 is being operated, based on the driver input torque estimated by the estimation unit 140.

次に、目標操舵角算出部１６０は、重み係数設定処理を実行する（Ｓ３４０）。重み係数設定処理の詳細については後述する。次に、目標操舵角算出部１６０は、ハンズオン検知部１５０がハンズオン状態を検知しているか否かを判定する（Ｓ３５０）。目標操舵角算出部１６０は、ハンズオン検知部１５０がハンズオン状態を検知していると判定すると、Ｓ３６０に処理を移し、ハンズオン状態を検知していないと判定すると、Ｓ３７０に処理を移す。 Next, the target steering angle calculation unit 160 executes the weighting coefficient setting process (S340). The details of the weighting coefficient setting process will be described later. Next, the target steering angle calculation unit 160 determines whether or not the hands-on detection unit 150 has detected the hands-on state (S350). When the target steering angle calculation unit 160 determines that the hands-on detection unit 150 has detected the hands-on state, the process is transferred to S360, and when it is determined that the hands-on state is not detected, the target steering angle calculation unit 160 shifts the process to S370.

次に、目標操舵角算出部１６０は、推定部１４０が推定したドライバ入力トルクに基づいて、ドライバによるステアリングホイール２１の操作に対応する操舵角である手動目標操舵角を算出する（Ｓ３６０）。 Next, the target steering angle calculation unit 160 calculates a manual target steering angle, which is a steering angle corresponding to the operation of the steering wheel 21 by the driver, based on the driver input torque estimated by the estimation unit 140 (S360).

次に、モータ制御部１７０は、自動操舵制御を行うＥＣＵ等から出力される自動目標操舵角と、目標操舵角算出部１６０が算出した手動目標操舵角とを合成した合成目標操舵角を算出する（Ｓ３７０）。次に、モータ制御部１７０は、合成目標操舵角に対応する駆動信号を生成してモータ２２に供給することにより、モータ２２を制御し（Ｓ３８０）、Ｓ３００に戻る。 Next, the motor control unit 170 calculates a combined target steering angle that is a combination of the automatic target steering angle output from the ECU or the like that performs automatic steering control and the manual target steering angle calculated by the target steering angle calculation unit 160. (S370). Next, the motor control unit 170 controls the motor 22 (S380) by generating a drive signal corresponding to the combined target steering angle and supplying the drive signal to the motor 22, and returns to S300.

図５は、本実施形態に係る重み係数設定処理の動作フローの一例を示す。
まず、目標操舵角算出部１６０は、ハンズオン検知部１５０がハンズオン状態を検知しているか否かを判定する（Ｓ３４１）。目標操舵角算出部１６０は、ハンズオン検知部１５０がハンズオン状態を検知していると判定すると、Ｓ３４２に処理を移し、ハンズオン状態を検知していないと判定すると、Ｓ３４４に処理を移す。 FIG. 5 shows an example of the operation flow of the weighting coefficient setting process according to the present embodiment.
First, the target steering angle calculation unit 160 determines whether or not the hands-on detection unit 150 has detected the hands-on state (S341). When the target steering angle calculation unit 160 determines that the hands-on detection unit 150 has detected the hands-on state, the process is transferred to S342, and when it is determined that the hands-on state is not detected, the target steering angle calculation unit 160 shifts the process to S344.

目標操舵角算出部１６０は、Ｓ３４２において、重み係数が０よりも大きいか否かを判定する。目標操舵角算出部１６０は、重み係数が０よりも大きいと判定すると（Ｓ３４２のＹＥＳ）、重み係数を所定値減算し（Ｓ３４３）、重み係数が０であると判定すると（Ｓ３４２のＮＯ）、重み係数設定処理を終了する。ここで、所定値は、１よりも小さい値であるものとする。 The target steering angle calculation unit 160 determines in S342 whether or not the weighting coefficient is larger than 0. When the target steering angle calculation unit 160 determines that the weighting coefficient is larger than 0 (YES in S342), the weighting coefficient is subtracted by a predetermined value (S343), and when it is determined that the weighting coefficient is 0 (NO in S342), The weighting coefficient setting process ends. Here, it is assumed that the predetermined value is a value smaller than 1.

目標操舵角算出部１６０は、Ｓ３４４において、重み係数が１よりも小さいか否かを判定する。目標操舵角算出部１６０は、重み係数が１よりも小さいと判定すると（Ｓ３４４のＹＥＳ）、重み係数を所定値加算し（Ｓ３４５）、重み係数が１であると判定すると（Ｓ３４４のＮＯ）、重み係数設定処理を終了する。 The target steering angle calculation unit 160 determines in S344 whether or not the weighting coefficient is smaller than 1. When the target steering angle calculation unit 160 determines that the weighting coefficient is smaller than 1 (YES in S344), adds a predetermined value to the weighting coefficient (S345), and determines that the weighting coefficient is 1 (NO in S344). The weighting coefficient setting process ends.

［本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係るパワーステアリング制御装置１００は、ドライバがステアリングホイール２１に付与するトルクであるドライバ入力トルクを推定するとともに、ステアリングホイール２１の操舵角の角速度に基づく、ドライバによるステアリングホイール２１の操舵に対する抵抗感を示す摩擦トルクと、ドライバ入力トルクに基づくアシストトルクを特定する。そして、パワーステアリング制御装置１００は、ドライバ入力トルクと、摩擦トルクと、アシストトルクとに基づいて、ドライバの操舵に対応する手動目標操舵角を算出し、車両の自動操舵制御に係る自動目標操舵角と、算出した手動目標操舵角とに基づいて、車両のパワーステアリング２０のモータ２２を制御する。このようにすることで、パワーステアリング制御装置１００は、ドライバのフィーリングを向上させつつ自動操舵制御と手動操舵制御とを両立することができる。 [Effect of this embodiment]
As described above, the power steering control device 100 according to the present embodiment estimates the driver input torque, which is the torque applied to the steering wheel 21 by the driver, and is based on the angular speed of the steering angle of the steering wheel 21 by the driver. The friction torque indicating the resistance to steering of the steering wheel 21 and the assist torque based on the driver input torque are specified. Then, the power steering control device 100 calculates a manual target steering angle corresponding to the steering of the driver based on the driver input torque, the friction torque, and the assist torque, and the automatic target steering angle related to the automatic steering control of the vehicle. And the calculated manual target steering angle, the motor 22 of the power steering 20 of the vehicle is controlled. By doing so, the power steering control device 100 can achieve both automatic steering control and manual steering control while improving the driver's feeling.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof. be.

例えば、上記実施の形態において、モータ制御部１７０は、重み係数動作設定処理の動作フローを省略し、自動目標操舵角をθ_ａと手動目標操舵角θ_ｍとから合成目標操舵角θ_ｒｅｆを計算してもよい。モータ制御部１７０は、一例として、次式に示すように合成目標操舵角θ_ｒｅｆを計算してもよい。なお、モータ制御部１７０は、ハンズオフを検知した場合に合成トルクＴ_ｄｃの値を０に設定し、自動操舵制御のみに切り替えてもよい。

For example, in the above embodiment, the motor control unit 170 omits the operation flow of the weighting coefficient operation setting process, and calculates the combined target steering angle θ _ref _{from the automatic target steering angle θ a} and the manual target steering angle θ _m. You may. As an example, the motor control unit 170 may calculate the _{combined target steering angle θ ref as shown in the following equation.} The motor control unit 170, the value of the combined torque T _dc when detecting the hands-off is set to 0, may switch only the automatic steering control.

また、実施の形態におけるパワーステアリング制御装置１００は、ステアリングホイール２１と車輪２８とが機械的に接続されることとしたが、これに限らず、ステアリングホイール２１と車輪２８とが機械的に接続されないステアバイワイヤ方式の車両にも適用してもよい。また、例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。 Further, in the power steering control device 100 of the embodiment, the steering wheel 21 and the wheel 28 are mechanically connected, but the present invention is not limited to this, and the steering wheel 21 and the wheel 28 are not mechanically connected. It may also be applied to a steering wheel type vehicle. Further, for example, all or a part of the device can be functionally or physically distributed / integrated in any unit. Also included in the embodiments of the present invention are new embodiments resulting from any combination of the plurality of embodiments. The effect of the new embodiment produced by the combination also has the effect of the original embodiment.

１０自動操舵システム
２０パワーステアリング
２１ステアリングホイール
２２モータ
２３ウォーム
２４ウォームホイール
２５第１トーションバー
２６第２トーションバー
２７アクチュエータ
２８車輪
３１第１検出器
３２第２検出器
１００パワーステアリング制御装置
１１０トルク取得部
１２０操舵角取得部
１３０記憶部
１４０推定部
１５０ハンズオン検知部
１６０目標操舵角算出部
１６１摩擦トルク特定部
１６２アシストトルク特定部
１６３加算器
１６４加算器
１６５操舵角算出部
１７０モータ制御部

10 Automatic steering system 20 Power steering 21 Steering wheel 22 Motor 23 Warm 24 Warm wheel 25 1st torsion bar 26 2nd torsion bar 27 Actuator 28 Wheel 31 1st detector 32 2nd detector 100 Power steering controller 110 Torque acquisition unit 120 Steering angle acquisition unit 130 Storage unit 140 Estimating unit 150 Hands-on detection unit 160 Target steering angle calculation unit 161 Friction torque specification unit 162 Assist torque specification unit 163 Adder 164 Adder 165 Steering angle calculation unit 170 Motor control unit

Claims

A power steering control device that controls power steering based on automatic steering of the vehicle and steering by the driver of the vehicle.
A torque acquisition unit that acquires the steering torque applied to the steering wheel of the vehicle, and
A steering angle acquisition unit that acquires the steering angle of the steering wheel, and a steering angle acquisition unit.
An angular velocity acquisition unit that acquires the angular velocity of the steering angle,
An estimation unit that estimates the driver input torque, which is the torque that the driver applies to the steering wheel, based on the steering torque acquired by the torque acquisition unit and the steering angle acquired by the steering angle acquisition unit.
Based on the angular velocity of the steering angle acquired by the angular velocity acquisition unit, a friction torque specifying unit that specifies friction torque, which is a torque indicating resistance to steering of the steering wheel by the driver, and a friction torque specifying unit.
Based on the driver input torque estimated by the estimation unit, the assist torque specifying unit that specifies the assist torque that assists the steering, and the assist torque specifying unit.
A manual target corresponding to the steering of the driver based on the driver input torque estimated by the estimation unit, the friction torque specified by the friction torque specifying unit, and the assist torque specified by the assist torque specifying unit. The steering angle calculation unit that calculates the steering angle and the steering angle calculation unit
A motor control unit that controls a motor related to power steering of the vehicle based on the automatic target steering angle related to the automatic steering control of the vehicle and the manual target steering angle specified by the steering angle calculation unit.
A power steering control device.

Based on the driver input torque estimated by the estimation unit, the driver further includes a hands-on detection unit that detects whether or not the driver is in the hands-on state of operating the steering wheel.
The steering angle calculation unit calculates the manual target steering angle when the hands-on detection unit detects the hands-on state.
The power steering control device according to claim 1.

The steering angle calculation unit inputs the combined torque of the driver input torque, the friction torque, and the assist torque to the equation of motion of the steering wheel, and solves the equation of motion to obtain the manual target. Calculate the steering angle,
The power steering control device according to claim 1 or 2.

The friction torque specifying portion includes the angular velocity of the steering angle and the friction torque determined based on the inertial coefficient included in the inertial term in the equation of motion and the viscosity coefficient included in the viscosity term in the equation of motion. The friction torque corresponding to the angular velocity of the steering angle is specified based on the friction map showing the relationship between the two.
The power steering control device according to claim 3.

Further having a storage unit for storing a plurality of friction maps showing the relationship between the angular velocity of the steering angle and the friction torque and having different strengths of resistance to steering of the steering wheel by the driver.
The friction torque specifying unit identifies the friction torque based on the friction map corresponding to the strength of the resistance feeling selected by the driver among the plurality of friction maps.
The power steering control device according to any one of claims 1 to 4.

When the steering angle calculation unit determines that the driver input torque estimated by the estimation unit is not good, the steering angle calculation unit calculates the manual target steering angle based on the steering torque acquired by the torque acquisition unit.
The power steering control device according to any one of claims 1 to 5.

Performed by the computer that controls the power steering,
Steps to obtain the steering torque applied to the steering wheel of the vehicle,
The step of acquiring the steering angle of the steering wheel and
The step of acquiring the angular velocity of the steering angle and
A step of estimating a driver input torque, which is a torque applied to the steering wheel by the driver based on the acquired steering torque and the acquired steering angle, and a step of estimating the driver input torque.
Based on the acquired angular velocity of the steering angle, the step of specifying the friction torque, which is the torque indicating the resistance to the steering of the steering wheel by the driver, and the step of specifying the friction torque.
A step of specifying an assist torque that assists the steering based on the estimated driver input torque, and
Based on the estimated driver input torque, the specified friction torque, and the specified assist torque, a step of calculating a manual target steering angle corresponding to the steering of the driver, and a step of calculating the manual target steering angle.
A step of controlling the motor related to the power steering of the vehicle based on the automatic target steering angle related to the automatic steering control of the vehicle and the specified manual target steering angle.
A method of controlling power steering.

A program that causes a computer to function as the power steering control device according to any one of claims 1 to 6.

A power steering mounted on the vehicle, having a steering wheel of the vehicle, a first detector for detecting the steering torque applied to the steering wheel, and a second detector for detecting the steering angle of the steering wheel. When,
The power steering control device according to any one of claims 1 to 6, which controls the power steering.
Equipped with an automatic steering system.